王洪桂 陶麗萍 胡蘭基

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用中心西寧810008）

微波消解－電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定鋅精礦中的銦和鍺

王洪桂 陶麗萍 胡蘭基

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用中心西寧810008）

提出了通過微波消解法消解鋅精礦，用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定鋅精礦中銦和鍺含量的方法。對(duì)樣品進(jìn)行了分解方式的選擇和質(zhì)譜干擾扣除以及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，銦的加標(biāo)回收率在96.26%～98.70%，鍺的加標(biāo)回收率在99.60%～101.0%，銦的檢出限為0.001μg/g，鍺的檢出限為0.02μg/g，驗(yàn)證了方法的可靠性。

微波消解；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；鋅精礦；銦；鍺

0 前言

銦是昂貴的稀散金屬，金屬銦具有銀白色光澤，熔點(diǎn)很低、沸點(diǎn)很高，具有很好的塑性，可用于制造合金、特殊電焊、涂層、電子、特種玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體發(fā)光材料、熒光粉等許多行業(yè)［1］。鍺在軍事和醫(yī)療上的使用更是具有罕見的價(jià)值。銦和鍺的資源極其有限，必須從含量很低的銦貧礦中提取［2］，鋅精礦中常伴生銦和鍺，如果能準(zhǔn)確確定含量，能進(jìn)一步提升鋅精礦的價(jià)值?，F(xiàn)在目前銦的測(cè)試方法為分光光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法和原子吸收法［3－4］，鍺的測(cè)定方法有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法和分光光度法等［5－6］。目前很少見集合這兩種元素同時(shí)測(cè)定的方法報(bào)道。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

ELAN DRC-e電感耦合等離子質(zhì)譜儀（美國(guó)PerkinElmer公司）；Multiwave 3000型微波消解儀（奧地利Anton Paar公司）；分析天平（梅特勒－托利多公司，感量0.1mg）。

銦和鍺標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（100mg/L，購(gòu)買于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）。

鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸均為高純級(jí)，實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.2 儀器工作條件

微波消解儀工作參數(shù)見表1。

表1 微波消解儀的工作參數(shù)Table 1 Working parameters of the microwave digestion instrument

ICP-MS儀工作參數(shù)見表2。

表2 ICP-MS儀工作參數(shù)Table 2 Working parameters of the ICP-MS instrument

1.3 樣品前處理

試樣經(jīng)105℃烘2h后，稱取0.1g（精確到0.000 1g）于聚四氟乙烯消解罐中，加入5mL王水，待劇烈反應(yīng)停止后加入2mL氫氟酸和0.5mL高氯酸。蓋上蓋套，置于轉(zhuǎn)盤中，放入爐腔內(nèi)，按照設(shè)定的溶樣程序和儀器操作規(guī)程啟動(dòng)微波加熱。待冷卻后取出聚四氟乙烯罐，將罐內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶?jī)?nèi)，用水稀釋至刻度，搖勻，靜置。隨同做空白實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 消解方式的選擇

目前鋅精礦的前處理方式主要有濕法消解和微波消解，濕法消解在加鹽酸和硝酸的基礎(chǔ)上，基于樣品基體的差別再加上溴水、氟化氫銨、硫酸或者高氯酸等，將樣品完全消解。濕法消解所用的電熱板十分普及，但是實(shí)驗(yàn)過程中，Ge會(huì)因?yàn)榧訜釗]發(fā)損失而使得無法檢測(cè)；微波消解因?yàn)榫哂性噭┫纳?、樣品完全分解、揮發(fā)性元素?fù)p失少的顯著性特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。

2.2 消解試劑的選擇

已有文獻(xiàn)報(bào)道用各種試劑和各種不同試劑比例用于微波消解礦物類樣品，實(shí)驗(yàn)中根據(jù)自己儀器能夠耐氫氟酸進(jìn)樣的特點(diǎn)和微量元素需要完全分解的需求采用了王水溶樣的方法，用5mL王水分解樣品，加入2mL氫氟酸用于分解樣品中少量硅，加入少量高氯酸用于分解樣品中的有機(jī)物，達(dá)到了完全分解樣品的需求。

2.3 同位素的選擇

In和Ge都有一或者多種同位素用于選擇，實(shí)驗(yàn)選擇了豐度最大的同位素115In、H74Ge來分析以達(dá)到最佳檢出限的要求。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成0.00，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，上儀器測(cè)定時(shí)所用同位素為115In和74Ge。

2.5 精密度和檢出限實(shí)驗(yàn)

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，實(shí)驗(yàn)對(duì)方法的線性范圍、檢出限進(jìn)行了考察，結(jié)果列于表3。標(biāo)準(zhǔn)曲線以每種元素濃度為橫坐標(biāo)，計(jì)數(shù)值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；方法檢出限為通過樣品空白進(jìn)行10次測(cè)試，以3倍空白標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的濃度值表示；樣品檢出限為方法檢出限乘以稀釋倍數(shù)計(jì)算得到。其結(jié)果為：銦的檢出限為0.001μg/g，鍺的檢出限為0.02μg/g；每個(gè)樣品重復(fù)10次，得到結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）In為4.4%，Ge為1.3%。

表3 檢出限實(shí)驗(yàn)Table 3 Detection limits of the method（n＝10）

2.6 質(zhì)譜的干擾與校正

實(shí)驗(yàn)中兩種元素的同位素、相對(duì)豐度、質(zhì)譜干擾和干擾消除方式見表4。

對(duì)測(cè)定過程的質(zhì)譜干擾，調(diào)諧儀器使雙電荷和氧化物的干擾降至3%以下，對(duì)質(zhì)譜干擾仍然嚴(yán)重的采用數(shù)學(xué)校正模式來扣除干擾。

表4 銦和鍺的質(zhì)譜干擾與校正Table 4 Mass spectral interference and correction of indium and germanium

2.7 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性和可靠性，對(duì)兩個(gè)樣品進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表5。通過加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)可見本次實(shí)驗(yàn)是可靠的。

表5 鋅精礦中銦和鍺的含量與加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)Table 5 Results of determination of indium and germanium in zinc concentrate and recovery test of the method

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)通過微波消解，用ICP-MS法測(cè)試鋅精礦中的銦和鍺，得到了滿意的檢出限和加標(biāo)回收率，成功地克服了質(zhì)譜干擾，選擇了合適的消解方式和消解試劑。實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確、可靠。

［1］尹成先，蘭新哲，霍春勇 .銦的用途及提銦方法［J］.有色金屬，2002，54（7）：35-38.

［2］吳剪梅，王吉坤，魯燾，等 .鋅精礦中伴生銦的提?。跩］.有色金屬：冶煉部分，2006（6）：37-40.

［3］馬麗 .電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鋅精礦中的銦［J］.中國(guó)無機(jī)分析化學(xué)，2013，3（2）：50-52.

［4］王麗芳，王炎.錳鐵煉制煙塵中銦的測(cè)定［J］.化學(xué)工程師，2010，24（12）：24-26.

［5］國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì).GB/T 8151.13—2000鋅精礦化學(xué)分析方法鍺量的測(cè)定［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

［6］刁全平，侯冬巖，回瑞華，等 .分光光度法測(cè)定稻米及副產(chǎn)品中礦物元素鍺［J］.中國(guó)無機(jī)分析化學(xué)，2014，4（1）：66-68.

Determination of Indium and Germanium in Zinc Concentrate by Microwave Digestion-ICP-MS

WANG Honggui，TAO Liping，HU Lanji
（Test Center of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province，Xining，Qinghai 810008，China）

An inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）for determination of the contents of indium and germanium in zinc concentrate after microwave-assisted digestion of the sample was established.The operating conditions of sample digestion method，mass spectral interference and recovery test were investigated.The results indicate that the recoveries of indium and germanium were 96.26%～98.70%and 99.6%～101%，respectively.The detection limits of indium and germanium were 0.001μg/g and 0.02μg/g，respectively.The proposed method has been validated by the experimental results.

microwave digestion；zincconcentrate；indium（In）；germanium（Ge）

O657.63；TH843

：A

：2095-1035（2015）01-0038-03

2014-11-05

：2014-12-17

王洪桂，女，工程師，主要從事化學(xué)分析研究工作。E-mail：s.h.i.h.u.a＠163.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.01.011